揭秘引力波的真实面貌 求解弱场引力波方程 张朝阳的物理课

张朝阳求解弱场引力波方程 引力波的概念 引力波是由时空中时空弯曲的传播扰动形成的一类波动。当质量或能量发生快速变化或移动时，它们会扰动周围的时空，产生引力波。这些波以光速在时空中传播，并携带有关其源的信息。 引力波的具体形式 广义相对论的基本框架 广义相对论表明，物质的质量和能量引起时空中时空弯曲，这种弯曲可以通过一个称为度规的张量来描述。度规的一阶和二阶导数分别定义了克氏符和黎曼曲率张量。黎曼曲率张量反映了时空的弯曲程度，爱因斯坦场方程则描述了度规与物质分布之间的关系。 度规的微扰方程 为了求解引力波的具体形式，需要对度规进行微扰处理，即假设度规可以表示为平直时空中度规的微小扰动。将这一扰动代入爱因波的观测 间接观测 双中子星缠绕：双中子星相互缠绕时释放的引力波导致能量和角速度的损失，这一损失可以通过观测到脉冲星频率的变化来间接探测到。 直接观测 激光干涉法：激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和处女座引力波天文台 (Virgo) 等实验使用激光干涉仪来探测引力波引起的长度变化。 自 2015 年首次直接探测到引力波以来，已探测到数百个引力波事件，涵盖了双黑洞合并、中子星合并和黑洞-中子星合并。引力波天文学已进入一个新的时代，为探索宇宙和重力物理提供了前所未有的窗口。